本申請屬于化學(xué)反應(yīng)裝置領(lǐng)域，具體涉及一種高效降解水中污染物的光反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，抗生素主要通過市政污水處理廠、集中式畜牧養(yǎng)殖場、醫(yī)院、制藥廠和化工廠等多個源頭排放進(jìn)入水體環(huán)境。由于絕大多數(shù)抗生素的水溶性高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此傳統(tǒng)的水處理技術(shù)很難對其進(jìn)行有效去除。

2、抗生素在環(huán)境中的持久性和生物累積性引起了人們的廣泛關(guān)注。為了研究抗生素在水體環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化行為和降解過程，技術(shù)人員可以使用光反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。光反應(yīng)系統(tǒng)可使用可見光或可見光作為光源進(jìn)行光催化反應(yīng)。真空紫外線(vuv)具有較高的光子能量，能夠加快有機(jī)污染物的光降解速率。此外，vuv光還能夠直接裂解水分子，產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基，從而進(jìn)一步氧化和降解水中的有機(jī)污染物。

3、目前的光反應(yīng)裝置，至少存在以下問題：

4、由于vuv在水中傳播時極易被吸收，因此只有在靠近燈管附近區(qū)域內(nèi)的待降解水體才能受到有效輻照，所以目前所采用的石英細(xì)管尺寸都很小。由于石英細(xì)管的尺寸很小，因此在運(yùn)輸或在進(jìn)行光源切換過程時，石英細(xì)管極易出現(xiàn)損壞，而且能容納的樣品溶液有限，導(dǎo)致光子的利用效率受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N高效降解水中污染物的光反應(yīng)裝置，包括：

2、光反應(yīng)器、液體循環(huán)系統(tǒng)和恒溫水浴層；

3、其中，光反應(yīng)器包括：可拆卸光源、高純石英環(huán)形反應(yīng)層、頂部蓋體、底部蓋體；

4、光反應(yīng)器的頂部和底部分別設(shè)置頂部蓋體和底部蓋體，光反應(yīng)器內(nèi)垂向設(shè)置可拆卸光源；可拆卸光源與頂部蓋體可拆卸固定；

5、光反應(yīng)器的外側(cè)套設(shè)有恒溫水浴層；

6、液體循環(huán)系統(tǒng)包括：出液管、回液管和樣品容器，出液管的一端與樣品容器連通，出液管的另一端與高純石英環(huán)形反應(yīng)層可拆卸連通，回液管的一端與樣品容器連通，回液管的另一端與高純石英環(huán)形反應(yīng)層可拆卸連通。

7、可選地，高純石英環(huán)形反應(yīng)層的外壁為恒溫水浴層的內(nèi)壁。

8、可選地，可拆卸光源包括下述中的任一項(xiàng)：可見光光源、uv光源、vuv光源。

9、可選地，可拆卸光源通過螺絲、卡扣或插接件與頂部蓋體可拆卸固定。

10、可選地，高純石英環(huán)形反應(yīng)層的長度為100—420mm，高純石英環(huán)形反應(yīng)層的外徑為50mm。

11、可選地，光反應(yīng)器上分別設(shè)置高純氮?dú)膺M(jìn)氣管和高純氮?dú)馀艢夤?，高純氮?dú)膺M(jìn)氣管與高純氮?dú)馄窟B通，高純氮?dú)馀艢夤芘c外界空氣連通。

12、可選地，出液管的中間部分連接設(shè)置有蠕動泵，蠕動泵的流量為600—1200ml/min。

13、可選地，液體循環(huán)系統(tǒng)，還包括：

14、磁力攪拌機(jī)，用于放置樣品容器，樣品容器內(nèi)放置磁力攪拌轉(zhuǎn)子。

15、可選地，恒溫水浴層的頂部和底部分別設(shè)置出水口和進(jìn)水口，恒溫水浴層的出水口通過出水管連接冷卻循環(huán)儀的進(jìn)水口，冷卻循環(huán)儀的出水口通過進(jìn)水管連接恒溫水浴層的進(jìn)水口。

16、可選地，樣品容器可容納的反應(yīng)溶液體積為500—1000ml。

17、本申請?zhí)峁┑母咝Ы到馑形廴疚锏墓夥磻?yīng)裝置，包括：光反應(yīng)器、液體循環(huán)系統(tǒng)和恒溫水浴層；其中，光反應(yīng)器包括：可拆卸光源、高純石英環(huán)形反應(yīng)層、頂部蓋體、底部蓋體；光反應(yīng)器的頂部和底部分別設(shè)置頂部蓋體和底部蓋體，光反應(yīng)器內(nèi)垂向設(shè)置可拆卸光源；可拆卸光源與頂部蓋體可拆卸固定；光反應(yīng)器的外側(cè)設(shè)有恒溫水浴層；一方面，高純石英環(huán)形反應(yīng)層，能夠使整個光反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)更為緊湊和穩(wěn)固，不僅可減小光反應(yīng)裝置的體積，而且能便于裝置運(yùn)輸、延長光反應(yīng)裝置的使用壽命。另一方面，高純石英環(huán)形反應(yīng)層，相較于傳統(tǒng)的高純石英細(xì)管，體積明顯增大，能增大光源的輻照面積和光子的利用效率，降低污廢水處理的成本，提升污廢水的處理效能。此外，高純石英環(huán)形反應(yīng)層能提高單次試驗(yàn)所處理的污廢水量，使得檢測過程的每一次取樣都對反應(yīng)溶液總體積影響較小，甚至可以忽略不計(jì)，進(jìn)而保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性和精準(zhǔn)性。再者，高純石英環(huán)形反應(yīng)層能夠大幅度提高單位時間內(nèi)處理的污廢水量，為以后相關(guān)水處理技術(shù)的實(shí)際推廣應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。由此，本申請實(shí)施例提供的光反應(yīng)裝置能夠提升光子的利用效率和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種高效降解水中污染物的光反應(yīng)裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反應(yīng)裝置，其特征在于，高純石英環(huán)形反應(yīng)層的外壁為恒溫水浴層的內(nèi)壁。

3.根據(jù)權(quán)利要求1任一項(xiàng)所述的光反應(yīng)裝置，其特征在于，可拆卸光源包括下述中的任一項(xiàng)：可見光光源、紫外光光源、真空紫外光光源。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反應(yīng)裝置，其特征在于，可拆卸光源通過螺絲、卡扣或插接件與頂部蓋體可拆卸固定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反應(yīng)裝置，其特征在于，高純石英環(huán)形反應(yīng)層的長度為100—420mm，高純石英環(huán)形反應(yīng)層的外徑為50mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反應(yīng)裝置，其特征在于，光反應(yīng)器上分別設(shè)置高純氮?dú)膺M(jìn)氣管和高純氮?dú)馀艢夤?，高純氮?dú)膺M(jìn)氣管與高純氮?dú)馄窟B通，高純氮?dú)馀艢夤芘c外界空氣連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反應(yīng)裝置，其特征在于，出液管的中間部分連接設(shè)置有蠕動泵，蠕動泵的流量為600—1200ml/min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反應(yīng)裝置，其特征在于，液體循環(huán)系統(tǒng)，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反應(yīng)裝置，其特征在于，恒溫水浴層的頂部和底部分別設(shè)置出水口和進(jìn)水口，恒溫水浴層的出水口通過出水管連接冷卻循環(huán)儀的進(jìn)水口，冷卻循環(huán)儀的出水口通過進(jìn)水管連接恒溫水浴層的進(jìn)水口。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反應(yīng)裝置，其特征在于，樣品容器可容納的反應(yīng)溶液體積為500—1000ml。

技術(shù)總結(jié)
本申請屬于化學(xué)反應(yīng)裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種高效降解水中污染物的光反應(yīng)裝置，包括：光反應(yīng)器、液體循環(huán)系統(tǒng)和恒溫水浴層；其中，光反應(yīng)器包括：可拆卸光源、高純石英環(huán)形反應(yīng)層、頂部蓋體、底部蓋體；光反應(yīng)器的頂部和底部分別設(shè)置頂部蓋體和底部蓋體，光反應(yīng)器內(nèi)垂向設(shè)置可拆卸光源；可拆卸光源與頂部蓋體可拆卸固定；光反應(yīng)器的外側(cè)套設(shè)有恒溫水浴層；液體循環(huán)系統(tǒng)包括：出液管、回液管和樣品容器，出液管的一端與樣品容器連通，出液管的另一端與高純石英環(huán)形反應(yīng)層可拆卸連通，回液管的一端與樣品容器連通，回液管的另一端與高純石英環(huán)形反應(yīng)層可拆卸連通。

技術(shù)研發(fā)人員：溫棟,梁犁麗,楊洪斌,劉笑馳,唐博進(jìn),孫長平,陳新群,陳亞松,劉志武,歐陽金惠,趙汗青,董順,張成瀟,劉肖廷,馬哲,楊宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國長江三峽集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2